abstract: Continuous monitoring in the adequate temporal and spatial scale is necessary for a better understanding of environmental variations. But field deployments of molecular biological analysis platforms in that scale are currently hindered because of issues with power, throughput and automation. Currently, such analysis is performed by the collection of large sample volumes from over a wide area and transporting them to laboratory testing facilities, which fail to provide any real-time information. This dissertation evaluates the systems currently utilized for in-situ field analyses and the issues hampering the successful deployment of such bioanalytial instruments for environmental applications. The design and development of high throughput, low power, and autonomous Polymerase Chain Reaction (PCR) instruments, amenable for portable field operations capable of providing quantitative results is presented here as part of this dissertation. A number of novel innovations have been reported here as part of this work in microfluidic design, PCR thermocycler design, optical design and systems integration. Emulsion microfluidics in conjunction with fluorinated oils and Teflon tubing have been used for the fluidic module that reduces cross-contamination eliminating the need for disposable components or constant cleaning. A cylindrical heater has been designed with the tubing wrapped around fixed temperature zones enabling continuous operation. Fluorescence excitation and detection have been achieved by using a light emitting diode (LED) as the excitation source and a photomultiplier tube (PMT) as the detector. Real-time quantitative PCR results were obtained by using multi-channel fluorescence excitation and detection using LED, optical fibers and a 64-channel multi-anode PMT for measuring continuous real-time fluorescence. The instrument was evaluated by comparing the results obtained with those obtained from a commercial instrument and found to be comparable. To further improve the design and enhance its field portability, this dissertation also presents a framework for the instrumentation necessary for a portable digital PCR platform to achieve higher throughputs with lower power. Both systems were designed such that it can easily couple with any upstream platform capable of providing nucleic acid for analysis using standard fluidic connections. Consequently, these instruments can be used not only in environmental applications, but portable diagnostics applications as well. / Dissertation/Thesis / Ph.D. Electrical Engineering 2013

Micro-organismos persistentes que permanecem viáveis e em níveis elevados nos canais radiculares após os procedimentos endodônticos podem influenciar no sucesso do tratamento endodôntico. O objetivo deste estudo foi avaliar a quantidade e a atividade metabólica de bactérias persistentes utilizando métodos moleculares baseados em rDNA e rRNA. Foram selecionados 15 pacientes com infecções endodônticas primárias assintomáticas. Amostras microbiológicas foram coletadas dos canais radiculares após a cirurgia de acesso (S1), após o preparo químico-cirúrgico realizado com Sistema Reciproc e NaOCl 2.5% (S2) e após medicação intracanal com Ca(OH)2 por 14 dias (S3). As amostras dos canais radiculares foram submetidas à extração de DNA e RNA. O RNA foi submetido à reação de transcrição reversa para confecção de DNA complementar (cDNA). O efeito dos procedimentos endodônticos na redução bacteriana foi determinado por qPCR baseada em rDNA, utilizando iniciadores universais para a região 16S rRNA do domínio Bacteria e iniciadores espécie-específicos para Bacteroidaceae [G-1] sp oral taxon 272. A atividade metabólica de bactérias totais e Bacteroidaceae [G-1] sp oral taxon 272 foi calculada pela razão rRNA/rDNA baseados nos dados dos ensaios de qPCR. Os dados foram analisados pelo teste de Wilcoxon para análise quantitativa e teste de McNemar para comparação da taxa de detecção dos métodos, com nível de significância de 5%. Todas as amostras S1 foram positivas para bactérias totais, com uma mediana de 1,87 x 105 cópias de rDNA por amostra. Após o preparo químico-cirúrgico houve uma redução significativa de rDNA de bactérias totais (mediana 7,86 x 104, P = 0,01). Entretanto, não houve redução de rDNA bacteriano após a medicação intracanal quando comparada à etapa anterior (mediana 7,97 x 104, P > 0,05). Os resultados da razão rRNA/rDNA revelaram que houve uma redução do metabolismo de bactérias totais em S2 (mediana 1, P = 0,04) e um aumento do metabolismo bacteriano em S3 (mediana 2, P = 0,04). Na análise de Bacteroidaceae [G-1] sp oral taxon 272, o tratamento endodôntico não influenciou na redução nem no metabolismo bacteriano. Concluiu-se que o número total de bactérias foi drasticamente reduzido após o preparo químico-cirúrgico, assim como seu metabolismo. Entretanto, o metabolismo bacteriano aumentou após o uso da medicação intracanal com Ca(OH)2. Bacteroidaceae [G-1] sp. oral taxon 272 permaneceu metabolicamente ativo após o preparo químico-cirúrgico e medicação intracanal, participando, assim, da composição da microbiota persistente. / High levels of microorganisms that persist viable in root canals after endodontic procedures may influence endodontic treatment outcome. This study aimed to evaluate the amount and the metabolic activity of persistent bacteria using rRNA- and rDNA-based molecular methods. Fifteen patients with primary endodontic infections were selected. Microbiological samples were taken from root canals after access cavity (S1), after chemomechanical preparation with Reciproc System and 2.5% NaOCl (S2) and after intracanal medication with calcium hydroxide for 14 days (S3). DNA and RNA were extracted from root canal samples, and cDNA was synthetized using reverse transcription reaction. The effect of endodontic procedures on bacterial reduction was determined by rDNA-based qPCR using universal primers for 16S rRNA Bacteria domain and species-specific primers to Bacteroidaceae [G-1] sp oral taxon 272. The metabolic activity of total bacteria and Bacteroidaceae [G-1] sp oral taxon 272 was calculated by rRNA/ rDNA ratio estimated by qPCR. The data was analyzed by the Wilcoxon test for quantitative analysis and McNemar test for comparison of the detection rate of the methods, with 5% significance level. All S1 samples were positive for total bacteria, with a median value of 1.87 x 105 bacterial cells. After chemomechanical preparation a significant reduction of bacterial rDNA was observed (median 7.86 x 104, P = 0.01). Nevertheless, there was no bacterial rDNA reduction after intracanal medication when compared to S2 samples (median 7.97 x 104, P > 0.05). The rRNA/ rDNA ratio showed a reduction of total bacteria metabolism in S2 (median 1, P = 0,04), and an increase of bacterial metabolism in S3 (median 2, P = 0,04). Bacteroidaceae [G-1] sp oral taxon 272 analysis showed that endodontic treatment did not impact the amount and the metabolic activity of this taxon. In conclusion, the number and metabolism of total bacteria were severely reduced after chemomechanical preparation. On the other hand, the bacterial metabolism increased after intracanal dressing with Ca(OH)2. Bacteroidaceae [G-1] sp. oral taxon 272 remained metabolically active after chemomechanical preparation and intracanal dressing thus participating in the composition of the persistent microbiota.

No presente estudo, foi inicialmente padronizada uma PCR para detecção do DNA viral da semente de Parvovírus Canino utilizado na vacina brasileira Imunovet® (VR-953TM), tendo como alvo o gene VP2. O produto de PCR foi submetido ao seqüenciamento a fim de caracterizar geneticamente a semente vacinal. A seguir, foi padronizada uma reação de PCR em tempo real (RT-PCR) para detecção de um fragmento de 119 pb do gene VP2, a qual foi empregada para avaliar a cinética de replicação da amostra vacinal do CPV em diferentes métodos e tempos de cultivo celular. A correlação entre os resultados do título infeccioso das amostras virais e o número de cópias obtido na RT-PCR foi avaliado pelo Coeficiente de Correlação de Pearson. A PCR padronizada apresentou uma sensibilidade analítica de 457 DICC50/mL. O seqüenciamento do produto de PCR revelou que a amostra vacinal é do tipo CPV-2. A RT-PCR padronizada apresentou uma sensibilidade analítica de 1030 cópias de DNA/mL e uma boa especificidade analítica, pois não detectou o DNA de Adenovírus canino tipos 1 e 2 e Herpesvírus Equino tipo 1. A RT-PCR exibiu Coeficientes de Variação de triplicatas intra-ensaio de 0,43% e inter-ensaio de 0,29%. O Coeficiente de Correlação de Pearson entre o título infeccioso das amostras virais e o número de cópias obtido na RT-PCR foi de 0,55, considerado moderadamente positivo. Considerando que a região alvo da RT-PCR padronizada apresentou 100% de identidade com 93,52% (159/170) das amostras pesquisadas no GenBank pelo BLAST, a RT-PCR padronizada sugere ter um potencial uso no diagnóstico. / In this study, was originally a standard PCR for detection of viral DNA from the canine parvovirus vaccine seed used in Brazilian Imunovet® (VR-953TM), targeting the VP2 gene. The PCR product was subjected to sequencing to genetically characterized the vaccine seed. Then, a reaction was standardized real-time PCR (RT-PCR) to detect a fragment of 119 bp VP2 gene, which was used to evaluate the growth kinetics of the CPV vaccine sample in different methods and cell culture times. The correlation between results of the infectious titre and the number of copies obtained in RT-PCR was evaluated by Pearsons correlation coefficient. The standardized PCR showed an analytical sensitivity of 457 TCID50/mL. The sequencing of the PCR product showed that the vaccine sample is CPV type 2. The standardized RT-PCR showed an analytical sensitivity of 1030 DNA copies/mL and a good analytical specificity, it does not detect the DNA of canine adenovirus type 1 and 2 and equine herpesvirus type 1. The RT-PCR showed coefficients of variation intra-assay triplicates of 0,43% and inter-assay of 0,29%. The Pearsons correlation coefficient between the titre of infectious viral samples and the number of copies obtained in RT-PCR was 0,55, considered moderately positive. Whereas the target region of the standardized RT-PCR showed 100% identity with 93,52% (159/170) of samples surveyed in Genbank by BLAST, the standard RT-PCR suggests a potential diagnostic use.

O objetivo deste estudo foi investigar longitudinalmente a transmissão de Streptococcus mutans em um grupo de famílias brasileiras de baixa renda. Um critério de inclusão importante foi o de todos os adultos conviverem na mesma casa com a criança. Participaram da pesquisa 14 mães, pais e crianças e 8 avós. Amostras de saliva das crianças foram coletadas em quatro visitas durante 22 meses, para pesquisa de S.mutans. Foram positivas apenas 8 crianças, que tiveram os seus isolados e os isolados de suas famílias identificados pelo método de hibridização DNA-DNA. Um total de 506 isolados de S.mutans foi genotipado pelo método de AP-PCR, usando o primer OPA-02. Foram detectados 20 genótipos diferentes nas 8 famílias, variando de 1 a 5 nos adultos e 1-2 nas crianças. Todas as mães e alguns pais e avós compartilharam genótipos com as crianças. Em todas as famílias foram encontrados genótipos homólogos nos adultos. Alguns genótipos foram estáveis, e outros, se perderam, mas o compartilhamento pode favorecer a contínua reinfecção. Três crianças desenvolveram cárie no período. O encontro de genótipos de cada membro da família na criança e o compartilhar de genótipos nos adultos, sugerem uma reavaliação de modelos preventivos antimicrobianos focalizados apenas na figura materna. / The objective of this study was to investigate in a longitudinal study the transmission of Streptococcus mutans in Brazilian families of a low socioeconomic status. An important entry criterion for the study was to include all members of a household in the study. The study cohort was comprised of 14 mothers, fathers and children and 8 grandmothers. Saliva samples were collected for S. mutans analysis in 4 visits during 22 months. Only eight children were positive for S. mutans by employing DNA-DNA hybridization that was also applied to household members. A total of 506 isolates of S. mutans were genotyped by AP-PCR with the primer OPA-02. Twenty genotypes were detected in 8 families ranging from 1 to 5 in the adults and 1-2 in the children. All mothers and some fathers and grandmothers shared similar genotypes with the children. In all families homologous genotypes were encountered among adults. Some genotypes were stable, and others were lost although sharing a similar environment may favor additional transmission episodes. Three children developed decay during the study period. The fact that children shared genotypes from all household members suggest that reevaluation of preventive methods aimed at suppressing S. mutans infections should include additional family members and not only the mothers.

Objetivos: Avaliar o desempenho e o custo-efetividade de duas técnicas de PCR (Polymerase Chain Reaction) in house: PCR dot-blot e o PCR utilizando a eletroforese em gel de agarose (PCR-AG) no diagnóstico de Tuberculose Pulmonar em pacientes infectados ou não pelo HIV . Material e Métodos: Um estudo prospectivo foi conduzido (de Maio de 2003 a Maio de 2004) em um Hospital de Referência para TB/HIV. Escarros de 277 indivíduos com suspeita de Tuberculose Pulmonar (PTB) foram testados pelas técnicas de microscopia direta pela coloração de Ziehl-Neelsen (ZN), cultura e pelas metodologias de PCR in house (PCR dot-blot e PCR-AG). A acurácia dos testes foi avaliada de acordo com o status de HIV, com o status de tratamento prévio ou não, e com a estimativa de probabilidade pré-teste feita pelos pneumologistas. O padrão ouro utilizado foi a cultura positiva combinada com a definição clínica de PTB (usando sintomas, fatores de risco e Raios-X). O custo efetividade foi expresso por: a) custo por correto caso diagnosticado de Tuberculose; b) custo por correto caso diagnosticado de Tuberculose e tratado incluindo tratamento de casos falsamente diagnosticados; c) custo por casos incorretamente diagnosticados e não tratados. Resultados: Prevalência de PTB foi 46,2% (128/277); em HIV soropositivo (HIV+) foi de 54% (40/74). Em pacientes com baciloscopias negativas foi de 28,4% (43/151) e nos grupos com probabilidades pré-teste alta, intermediária e baixa foi de 67,4% (31/46); 24% (6/25) e 7,5% (6/80). A sensibilidade e a especificidade do PCR dot-blot foi 74% (CI 95%; 66,1%-81,2%) e 85% (CI 95%; 78,8%-90,3%); do PCR-AG foi 43% (CI 95%; 34,5%-51,6%) e 76% (CI 95%; 69,2%-82,8%), respectivamente. Sensibilidades do PCR dot-blot (72% vs 75%; p=0,46) e PCR-AG (42% vs 43%; p=0,54) foi similar para HIV+ and HIV seronegativo (HIV-). Em relação ao efeito da suspeita clínica no desempenho do PCR em pacientes com PTB e com a baciloscopia negativa, o PCR dot-blot combinado com alta probabilidade pré-teste de TB mostrou uma sensibilidade, Valor Preditivo Negativo (VPN) e Razão de Verossimilhança negativa (RV-) de 93%, 96% e 0,1, respectivamente. Usando a estratégia de associar ZN a Cultura, a PCR-AG e PCR dot-blot. A ZN associada à Cultura mostrou o melhor desempenho com sensibilidade de 94% e VPN de 99%, e RV- de 0,07, seguida da ZN associado ao PCR dot-blot com sensibilidade de 90%, com VPN de 99% e uma RV- de 0,12. Não houve diferença significativa no desempenho do PCR em relação ao status de HIV. Na análise de custo-efetividade os custos por correto caso diagnosticado de Tuberculose foram U$1.462,00 , U$1.296,00 e U$1.136,00; os custos por correto caso diagnosticado de Tuberculose e tratado, incluindo tratamento de casos falsamente diagnosticados, foram de US$1.608,00 para a estratégia do ZN associado ao PCR-dotblot e de US$2.359,00 para a estratégia de ZN associado a Cultura. Os custos por casos não diagnosticados que retornam aos serviços de saúde foram de US$3.735,00 para a estratégia de ZN associado ao PCR-dot-blot e de US$2.329,00 para a estratégia de ZN associada à Cultura. Conclusão: Este estudo mostra que as técnicas de PCR in house podem oferecer uma melhora para o diagnóstico de exclusão de TB em pacientes com suspeita de TB atendidos em hospitais com alta prevalência de TB e HIV. / Objective: To evaluate the performance and cost-effectiveness of two in house PCR (Polymerase Chain Reaction) techniques: PCR dot-blot methodology (PCR dot-blot) and PCR agarose gel electrophoresis (PCR-AG) for the diagnosis of Pulmonary Tuberculosis (PTB) in patients with or without HIV. Methods: A prospective study was conducted (from May 2003 to May 2004) in a TB/HIV reference hospital. First sputum from 277 PTB patients suspects was tested by Ziehl-Neelsen direct microscopy staining (ZN), culture and in house PCR assays (PCR dot-blot and PCR-AG). The accuracy of tests was evaluated in according to HIV status, previous treatment and the estimative of pretest probability (PP) of PTB performed by chest physicians. Gold standard was the culture positive combined with the definition of clinical PTB (based on symptoms, risk factors and chest X- Ray). The cost effectiveness was expressed as: a) cost per correctly diagnosed case of PTB; b) cost per case correctly diagnosed and treated, including treatment of falsely diagnosed cases; c) cost per case incorrectly diagnosed and non treated. Results: The prevalence of PTB was 46% (128/277); in HIV Seropositive (HIV+) was 54% (40/74). In patients ZN negative was 28.% (43/151) and in the groups with high, intermediary and low PP was 67.4% (31/46); 24% (6/25) and 7.5% (6/80). The Sensitivity and Specificity of PCR dot-blot were 74% (CI 95%; 66.1%-81.2%) and 85% (CI 95%; 78.8%-90.3%); of PCR-AG were 43% (CI 95%; 34.5%-51.6%) and 76% (CI 95%; 69.2%-82.8%), respectively. Sensitivities of PCR dot-blot (72% vs 75%; p=0.46) and PCR-AG (42% vs 43%; p=0.54) were similar for HIV+ and HIV Seronegative (HIV-). In relation to the effect of clinical suspicion on the performance of PCR in patients with PTB and ZN negative, the PCR dot-blot associate to high pretest probability of PTB showed sensitivity, Negative Predictive Value (NPV) and negative likelihood ratio (LR-) of 93%, 96% and 0.1, respectively. Using the strategy of associate ZN with Culture and PCR methods (PCR-AG and PCR dot-blot), the ZN plus Culture had the highest performance: Sensitivity of 94%, VPN of 99% and LR- of 0.07. ZN plus PCR dot-blot also had a good performance with sensitivity of 90%, VPN of 99% and LR- of 0.12.There was not statistical difference on the performance of PCR in relation to HIV status. Costs per correctly diagnosed case were U$1,462, U$1,296 and U$1,136 for ZN plus culture, ZN plus PCR-AG and ZN plus PCR dot-blot, respectively. The cost per case correctly diagnosed and treated, including treatment of falsely diagnosed cases, was US$1,608 for ZN plus PCR dot-blot and US$2,359 for ZN plus culture. Cost of the return of all false negatives to health service was US$3,735 for ZN plus PCR dot-blot and US$2,329 for ZN plus Culture. Conclusion: This study shows that in house PCR may offer an improvement for ruling out TB diagnosis for PTB suspects assisted at hospitals with a high prevalence of TB and HIV.

Scrapie é uma doença neurodegenerativa infecciosa que afeta ovinos e caprinos, o qual está relacionada a uma alteração conformacional da proteína priônica, que leva a deposição e agregação da proteína no sistema nervoso central. A predisposição a infecção pelo agente príon está associado a polimorfismos de nucleotídeos únicos no gene da proteína priônica. Os principais polimorfismos relacionados à infecção estão presentes nos códons 136, 154 e 171, sendo o genótipo VRQ o mais suscetível e o ARR o genótipo mais resistente. O presente estudo teve como objetivo identificar os polimorfismos de nucleotídeos únicos em ovinos das raças Suffolk, Dorper e Santa Inês, provenientes de surtos de scrapie clássico e de rebanhos livre de scrapie, os quais os proprietários estavam dispostos a colaborar com o projeto. O primeiro trabalho analisou polimorfismos de nucleotídeos únicos em 15 códons do gene da proteína priônica em um rebanho Suffolk afetado com scrapie clássico no Brasil. Dos 15 códons analisados, 3 apresentaram polimorfismos (136, 143 e 171). O códon 171 apresentou o maior número de polimorfismos, os quais foram encontradas todas as formas alélicas. Quando avaliado os grupos de risco, cerca de 96% do rebanho pertenceu aos grupos 1 a 3 (risco muito baxi a moderado). O segundo trabalho relatou o desenvolvimento da técnica de PCR em tempo real, baseado em sondas TaqMan, para a identificação de polimorfismos nos códons 136, 154 e 171 e sua aplicabilidade em rebanhos brasileiros. Um total de 142 amostras foram analisadas por PCR em tempo real. Ao comparar os resultados do PCR em tempo real com o sequenciamento, 100% das amostras foram idênticas. Para o códon 136, a maioria dos ovinos apresentou o genótipo AA. Para o códon 154, o genótipo RR foi o mais frequente, e para o códon 171, os genótipos mais frequentes foram QQ e QR. O terceiro trabalho descreve a caracterização de três surtos de scrapie clássico em ovinos da raça Dorper, em diferentes regiões do sul do Brasil. Os surtos ocorreram nos anos de 2011 a 2013, sendo que no segundo e no terceiro foram identificados ovinos do primeiro caso. Além disso, foi analisada a associação de scrapie com a genotipagem do gene da proteína priônica em ovinos presentes nos três rebanhos. No total, 22 ovinos foram positivos no teste de imuno-histoquímica, sendo que 4 deles apresentaram sinais clínicos da doença. Em todos os estudos, presentes as três raças analisadas, foi possível evidenciar a presença de ovinos, na sua maioria, geneticamente suscetíveis a infecção, pois a maioria pertenceu ao grupo de risco 3, considerado moderado. / Scrapie is an infectious neurodegenerative disease affecting sheep and goats. This is related to an altered conformational of the prion protein (PrPSc) that leads to the deposition and aggregation of protein in the central nervous system. The predisposition to prion infection agent is associated with single nucleotide polymorphisms in the prion protein gene. The mostly polymorphisms related with infection are present in codons 136, 154 and 171, being more susceptible genotype VRQ and ARR more resistant genotype. This study aimed to identify single nucleotide polymorphisms in sheep breeds Suffolk, Dorper and Santa Ines, from outbreaks of classical scrapie flocks and free scrapie flocks, which the owners were willing to collaborate with the project. The first article analyzed single nucleotide polymorphisms in 15 codons of the prion protein gene in a Suffolk sheep affected with classical scrapie in Brazil. Of the 15 codons analyzed, 3 showed polymorphisms (136, 143 and 171). Codon 171 showed the greatest number of polymorphisms, which were found all allelic forms. When assessed risk groups, about 96% of the herd belonged to groups 1 to 3 (very baxi to moderate risk). The second article reported the development of PCR real time based on TaqMan probes for the identification of polymorphisms in codons 136, 154 and 171 and their applicability in Brazilian herds. A total of 142 samples were analyzed by real-time PCR. When comparing the results of real time PCR with the sequencing of the samples were 100% identical. For codon 136, the majority of the sheep had the AA genotype. For codon 154, the RR genotype was the most frequent, and the codon 171, the most common genotypes were QQ and QR. The third article describes the characterization of three outbreaks of classical scrapie in Dorper sheep, in different regions of southern Brazil. The outbreaks occurred in the years 2011-2013, and the second and third were identified sheep of the first case. Furthermore, it was analyzed its association with genotyping prion protein gene in sheep present the three herds. In total, 22 sheep were positive in immunohistochemical testing, and 4 of them showed clinical signs of disease. In all studies, presents three races analyzed, it was possible to demonstrate the presence of sheep, mostly genetically susceptible to infection because the majority belonged to the risk group 3, considered moderate.

Submitted by Amanda Silva (amanda.osilva2@ufpe.br) on 2015-03-12T14:44:36Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Clarissa de França Oliveira Silva.pdf: 1540230 bytes, checksum: 96a55739b70a00b546e928e6e76833d8 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-12T14:44:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Clarissa de França Oliveira Silva.pdf: 1540230 bytes, checksum: 96a55739b70a00b546e928e6e76833d8 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2014-02-26 / FACEPE / As micorrizas arbusculares (MAs) são simbioses mutualistas, formadas entre fungos do Filo Glomeromycota e as raízes da maioria das plantas. Para o hospedeiro vegetal essas associações proporcionam maior disponibilidade de nutrientes minerais e resistência contra patógenos, entre outros benefícios. O tomateiro é uma solanácea herbácea com ampla capacidade adaptativa, sendo o Brasil um dos maiores produtores mundiais. Essa cultura vem sendo utilizada como modelo vegetal para o estudo da regulação micorrízica, em alternativa à Arabdopsis thaliana, pois possui ciclo de vida curto e genoma relativamente pequeno (950Mb), além disso são facilmente micorrizáveis. O estabelecimento das MAs envolve uma série de eventos bioquímicos e moleculares regulados por ambos simbiontes, ainda não totalmente esclarecidos. O estudo da expressão gênica em raízes colonizadas permitirá melhor compreensão dos mecanismos envolvidos no desenvolvimento da simbiose, contribuindo para melhor aplicabilidade desta. O objetivo deste trabalho foi analisar a expressão diferencial dos genes Chi3, BGL2, CAT2 e APX1, envolvidos na resposta de defesa do tomateiro em função da colonização com Glomus etunicatum e do nível de P no solo, através de RT-qPCR. Plântulas de tomateiro foram transferidas para sacos de polietileno com areia e vermiculita esterilizadas e inoculadas com G. etunicatum. O delineamento experimental consistiu de tratamentos com e sem inoculação e solução nutritiva com 3 níveis de fósforo (3, 8 e 15 mg/dm³). As raízes foram coletadas 8, 15 e 30 dias após a inoculação (d.a.i.) para análise do percentual de colonização e expressão gênica. Apesar da presença de estruturas micorrízicas na maioria das amostras, os percentuais de colonização foram menores aos 8 d.a.i. e aumentaram ao longo do tempo de cultivo, atingindo o máximo aos 30 d.a.i. Sabe-se que o teor de P é de grande importância para o estabelecimento das micorrizas, nesse sentido, os maiores valores de colonização foram encontrados nas amostras com baixa concentração de P na solução nutritiva aplicada, enquanto que no tratamento com alto nível de P a colonização foi reduzida ou inibida. Os primers para amplificação dos genes BGL2, CAT2 e APX1 não foram eficientes nas reações de RT-qPCR e por isso estes genes não puderam ser validados no presente trabalho. Entretanto, os ensaios para o alvo Chi3 foi eficiente e mostrou-se adequado para o experimento. A análise da expressão gênica mostrou que o gene Chi3 sofreu influência da concentração de fósforo e tempo de micorrização (T0, T1, T2). Dessa forma, as amostras cultivadas em condições de baixo fósforo, tiveram a expressão da quitinase aumentada na primeira semana de cultivo e reduzida nas semanas seguintes, indicando que durante os primeiros estágios da micorrização pode haver uma indução temporária desse gene de defesa seguido de supressão após o reconhecimento entre os simbiontes. Entretanto, apenas na primeira semana a variação de P interferiu no acúmulo de transcritos da quitinase. A análise da expressão de genes que codificam enzimas do sistema defensivo vegetal é necessária para compreensão dos mecanismos do desenvolvimento da micorriza arbuscular. Assim, os dados obtidos neste trabalho fornecerão subsídios para um melhor entendimento do papel de genes de defesa nesta simbiose.

Submitted by Amanda Silva (amanda.osilva2@ufpe.br) on 2015-03-13T15:23:20Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Taciana Conceição Manso.pdf: 6155125 bytes, checksum: 90f35a01604b2b31eea1963f27b7e0b0 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-13T15:23:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Taciana Conceição Manso.pdf: 6155125 bytes, checksum: 90f35a01604b2b31eea1963f27b7e0b0 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2014 / CNPq; FACEPE / A cana-de-açúcar é uma gramínea com grande capacidade de acumular sacarose em seu colmo, a qual é purificada para produção de açúcar, etanol e biodiesel.As plantas são capazes de perceber alterações ambientais e modificar o perfil de expressão gênica, ativando mecanismos de defesa, incluindo a regulação da fotossíntese nos cloroplastos. Assim, o conhecimento do perfil de expressão do genoma cloroplastidial viabiliza a identificação dos genes que regulam a respostaaestresses abióticos. Através de busca in silico por transcritos cloroplastidiais em banco de ESTs de cana-de-açúcar, foram identificados12 genes com expressão em bibliotecas de folha em diferentes estágios de desenvolvimento,utilizados para desenho deprimers específicos. O RNA total foi extraído a partir de folhas+1 de cana-de-açúcar das variedades RB92579 (tolerante) e RB72454 (sensível) submetidas a estresse por déficit hídrico. Após transcrição reversa, aqPCR foi conduzida no sistema Rotor-Gene 6000 e a validação dos dados foirealizada no programa REST 2009. A análise in silicomostrouuma prevalência dos genes cloroplastidiaisem bibliotecas de folhas. As análises de expressão gênica apontam a perfis de expressão diferenciados nas variedades analisadas. O aumento nos níveis dos transcritos codificantes para componentes dos fotossistemas parece auxiliar a cana-de-açúcar na tolerância à seca, pela reposição e/ou aumento do número de fotossistemas na membrana do tilacóide. Enquanto que a repressão do gene petA (citocromo b6f) pode favorecer a redução da produção de espécies reativas de oxigênio (ROS). O gene rbcLapresentou uma indução navariedade tolerante em comparação com a sensível, podendo estar relacionado com a alta produtividade atribuída a essa variedade. Assim, indicamos os genes cloroplastidiais psaA, psaB, psbA,psbD e petA os mais relacionados à tolerância à seca, podendo ser fortes candidatos a marcadores moleculares cloroplastidiais de tolerância à seca, visando auxiliar programas de melhoramento genético de cana-de-açúcar.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:52:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5024_1.pdf: 448901 bytes, checksum: 4d971b7e87c950e13777aa7be6ce24c9 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2003 / Vários relatos da literatura revelam ser a prevalência de Entamoeba dispar maior do que Entamoeba histolytica nos indivíduos que vivem no Nordeste brasileiro, a partir de estudos utilizando Enzyme Linked Immnosorbent Assay (ELISA), imunodifusão em gel e zimodemos. Este trabalho consistiu em determinar a prevalência dessas formas de amebas mediante o uso de detecção imunocoprológica de antígeno específico para E. histolytica e Reaction Chain Polimerase (PCR) do DNA genômico extraído de trofozoitos cultivados de amostras de fezes. A presença de amebas tetranucleadas foi investigada em 1437 amostras de fezes de indivíduos vivendo em Macaparana, cidade da zona da mata norte de Pernambuco; em 346 amostras de escolares com idades de 3 a 14 anos morando em uma favela do Recife e em 109 amostras de imunodeprimidos (104 HIV positivos e 05 transplantados) atendidos no Hospital das Clínicas da UFPE (2002 e 2003). Dessas amostras, 59 (4.1%) e 45 (13%) foram positivas para aquelas coletadas das populações de Macaparana e das crianças do Recife, respectivamente, enquanto que nenhuma foi positiva para as obtidas dos imunodeprimidos. Todas as amostras foram negativas para a presença de adesina galactose específica de E. histolytica, inclusive as amostras dos pacientes imunosuprimidos. As amostras com amebas tetranucleadas cultivadas em meio de Robinson foram positivas para trofozoítos em 31 daquelas coletadas das populações de Macaparana e 21 das de Recife. A partir da amplificação por PCR de seqüências espécie-específicas de DNA genômico, extraído desses trofozoítos, foi possível identificar E. dispar em 23 e 19 amostras dos habitantes de Macaparana e das crianças do Recife, respectivamente, enquanto que nenhuma amplificação foi observada para E. histolytica. As demais amostras (08 e 02 paraMacaparana e Recife, respectivamente) foram negativas para ambas as espécies. Estes resultados corroboram aqueles previamente descritos que mostravam a prevalência de E. dispar (ameba não patogênica) nestas populações. Ademais, validam o emprego do kit imunocoprológico como alternativa a PCR na identificação de E. dispar e E. histolytica. Finalmente, o polimorfismo genético das cepas de E. dispar das amostras coletadas da população de Macaparana e de crianças do Recife foi investigado com o uso de marcadores moleculares específicos para E. dispar, Dsp1/Dsp2 e Dsp5/Dsp6. Das 42 amostras analisadas, 39 amplificaram os loci 1-2 e 5-6. O dendrograma resultante desta análise revelou uma alta variabilidade entre os isolados para esta região. Entretanto, uma comparação entre as freqüências dos produtos de amplificação para as duas localidades, através de teste de Qui-quadrado, mostrou que a incidência de uma banda obtida do locus 5-6, foi significativamente diferente entre Recife e Macaparana, evidenciando a potencialidade desta técnica para abordar questões relativas à distribuição geográfica

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-01-29T19:55:46Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Fernanda Bueno Sampaio - 2013.pdf: 855102 bytes, checksum: 072ad37c90c900b69a5b7d188b872f7c (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-01-29T19:56:16Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Fernanda Bueno Sampaio - 2013.pdf: 855102 bytes, checksum: 072ad37c90c900b69a5b7d188b872f7c (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-29T19:56:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Fernanda Bueno Sampaio - 2013.pdf: 855102 bytes, checksum: 072ad37c90c900b69a5b7d188b872f7c (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-11-21 / Citrus Black Spot (CBS) caused by Guignardia citricarpa is classified as quarantine disease, imposing restrictions to fresh fruits shipping to the European Union countries. In the state of Goiás, despite systematic phytosanitary surveys, its distribution and occurrence are unknown due to lack of available technologies for diagnosis. The occurrence of latent infections, the presence of an endophytic species morphologically similar to G. citricarpa, as well as time consuming for diagnosis through conventional methods require the validation of fast, efficient, reproducible, safe and sensitive methods of diagnosis to provide reliability of diagnosis and disease surveys for its detection and delimitation. Modifications of the “Cationic hexadecyl trimethyl ammonium bromide” method (CTAB) to extract DNA of G. citricarpafrom symptomatic tissues with validation of chemical purity, structural integrity, and absence of DNA inhibiting substances, for further use in diagnosis by PCR were tested. There was no difference in the average of DNA extracted for hygienized and non-hygienized tissues (328.62 ng µL -1 and 322.79 ng µL -1 , respectively), with low concentration of proteinsin the DNA solution. The extractor of DNA in amount (>300 ng µL -1 ) and quality (structural integrity) was sufficient to perform the conventional and real-time PCR analyses. The absence of inhibitors was demonstrated by real-time PCR, adding 0.1 % genetically modified standard corn DNA (event MON 810 standard ERM®-BF413b), with the amplification of the specific region of this event in all test samples. The modified CTAB method sowed repeatability and partial reproducibility among the limits acceptablein the methodology with coefficient of variability lower than 30 %. To comply with the ISO/TEC 17025:2005 norm, the method for the diagnosis of the fungus G. citricarpaby PCR conventional and real time PCR was validated with the specific evaluation of the limitof detection. Conventional and real time PCR methods were specificity and adequacy to detect G. citricarpa. Conventional PCR presented detecting limit of 10 ng µL -1 of the fungus DNA, with repeatability. Real time PCR presented higher sensitivity, having the detecting limit determined for the technique with repeatability, at the concentration of 10 fg of DNA of the fungus. In two farms 24 external asymptomatic leaves from orange trees variety Pera Rio were collected; eight from each third (lower, medium and upper); totaling twent plants. The modified CTAB method for DNA extraction was used. The presence of the fungus in very low concentrations was detected in the asymptomatic leaves, which made it impossible when we used the conventional PCR technique. In those conditions, the real-time PCR proved to be feasible, reproducible and highly sensitive for G. citricarpa detection, amplifying between 232 and 232 x 10 2 DNA copies of the fungus from asymptomatic leaf samples; being an excellent option for the diagnosis of thispathogen in asymptomatic orchards. / A pinta preta dos citros (PPC), causada pelo fungo Guignardia citricarpa, é considerada uma doença quarentenária, que impõe restrições ao transporte de frutas frescas para países da União Europeia. Em Goiás, apesar dos sistemáticos levantamentos fitossanitários, ainda não se conhece a real distribuição da ocorrência da PPC em função da tecnologia disponível para o diagnóstico. A ocorrência de infecção latente, a presença de uma espécie endofítica muito semelhante morfologicamente à G. citricarpae o tempo para o diagnóstico por métodos convencionais levam à necessidade de validar métodos moleculares rápidos, eficientes, reprodutíveis, seguros e sensíveis de diagnóstico, que garantem confiabilidade dos diagnósticos e dos levantamentos de detecção e delimitação da distribuição dessa doença. Foram testadas modificações do método “Cationic hexadecyl trimethyl ammonium bromide” (CTAB) para extração de DNA de G. citricarpaem tecidos de frutos cítricos sintomáticos, com a avaliação dapureza química, integridade estrutural e ausência de substâncias inibidoras na solução de DNA, para posterior uso em diagnóstico por reação em cadeia da polimerase (PCR). Não houve diferença significativa na quantidade média de DNA extraído para tecidos higienizados e não higienizados (328,62 ng µL -1 e 322,79 ng µL -1 , respectivamente), com baixa concentração de proteínas na suspensão de DNA. A obtenção de DNA em quantidade (>300 ng µL -1 ) e qualidade (integridade estrutural) foi suficiente para realização das análises de PCR convencional e PCR em tempo real. A ausência de compostos inibidores foi demostrada por PCR em tempo real pela adição de DNA padrão de milho, geneticamente modificado 0,1 % (evento MON 810 padrão ERM®-BF413b), com a amplificação da região específica desse evento em todas as amostras teste. O método CTAB modificado apresentou repetitividade e reprodutibilidade parcial dentro dos limites aceitáveis para a metodologia, apresentando coeficientes de variação inferiores a 30 %. Em atendimento à norma ISO/IEC 17025:2005, foi validado o método para diagnóstico do fungo G. citricarpa por PCR convencional e PCR em tempo real com a avaliação da especificidadee do limite de detecção. Os métodos de PCR convencional e PCR em tempo real demonstraram serem específicos e adequados para a detecção de G. citricarpa. A PCR convencional apresentou o limite de detecção de 10 ng µL -1 de DNA do fungo, com repetitividade. A PCR em tempo real apresentou maior sensibilidade, sendo o limite de detecção determinado para a técnica, com repetitividade, na concentração 10 fg de DNA do fungo. Em duas propriedades foram coletadas 24 folhas externas assintomáticas de laranja-pera rio, sendo oito em cada terço (inferior, médio e superior) da planta, em um total de vinte plantas. Para a extração do DNA, foi utilizado o método CTAB modificado. Em folhas assintomáticas, apresença do fungo foi detectada em baixíssimas concentrações, o que inviabiliza a utilização da técnica PCR convencional. Nessas condições, a PCR em tempo real demonstrou ser viável, reprodutível e altamente sensível para a detecção de G. citricarpa, sendo detectado na concentração de 232 a 232 x 10² números de cópia do DNA do fungo em amostras de folhas assintomáticas, constituindo uma excelente opção para o diagnóstico desse patógeno em pomares assintomáticos.